從生物學的角度對中間件和構件的思考

軟件發展現狀

軟件開發是典型的知識密集型、復雜度高、開發周期長、可靠性保證難的活動。隨著軟件應用范圍的迅速擴大，以及軟件運行平臺從單機到網絡環境的轉變，軟件的規模越來越大，復雜性越來越高，這將導致軟件在反映對象、開發基礎、關注內容、運行方式、提交形式開銷比重等方面的重要發展。從個體計算過程到群體合作過程的發展；由電子服務延伸到現代服務；從以單個軟件開發為主向以集成開發為主的順延；從以產品為中心到以服務為中心，如應用服務提供商（ASP，Application Service provider）和Web Service等都體現了軟件向服務發展的趨勢。已經存在大量發展運行的軟件，如：金融、電信、航天等；軟件應用的范圍不斷擴大，商務、交通、家電，已經無處不在；軟件的規模與復雜性持續增加，越來越多的知識正在由軟件進行顯式表達；出現了大量與軟件相關的標準；軟件危機仍然存在；軟件應用范圍將繼續擴大，成為信息社會的物理設施；遺留的軟件仍繼續發揮作用；最近一段時間，延長軟件生命、維護、演化等問題同時受到了學術界和產業界的雙重關注，諸如：柔性結構技術、遠程維護技術、自適應技術等將受到重視。

軟件的不斷發展和演化，逐步的將中間件和構件分離出來，用于處理諸如：數據資源互操作的數據訪問中間件、遠程過程條用中間件、面向消息中間件、分布異構環境下的事務處理中間件，以及分布、異構的網絡環境下的將各種對象有機結合的對象中間件。

Booch于2001年曾經說過：“管理變化性與復雜性是基于構建軟件開發的動力”。在日趨復雜的網絡環境中，如何將軟件分布于不同的節點上。在現有的軟件體系結構中，如何協調構件與構件的關系，如何突出軟件復用這一思路。近十年來面向對象技術逐步成為主流的軟件開發技術，為軟件復用提供了基本的技術支持。軟件復用被視為解決軟件危機，提高軟件生產質量和效率的現實可行途徑。

那么如何更好的實現軟件復用，我們不妨可以從我們自身這個最精密的、有智能的“機器”來借鑒一下。

生命的基本單位——構件

細胞——生命體的基本構成單位。在某種角度來看，它就是構件，有機構成了形形色色的各種生命體，各自執行著自己在自然界獨特的功能。計算機作為人類進化的一個觸角和延伸，似乎還沒傳承生命體特有的有機和嚴謹，貌似一堆相對松散的機械和電子行為。

人類發明工具的過程看起來是使人類逐漸的從勞動不斷解脫出來的過程，而終極目標則是讓工具自主代替人本身進行勞動，這就要求機器要具有某種形式的思維，而軟件則是人類的思維的拓展，恰恰給了機器這種初級的思維形式。而這種機器的初級的思維形式還處在混沌狀態，在于軟件的開發思想和方式還未達到極致，如何達到這種極致，看來從解析生命界中最高等的動物，人類自身似乎能得到一些啟示。

生命起源和物種進化及軟件復用

生命從最初的一個小小有機體，進化到現在豐富多樣，層次不同的物種，經歷若干年的磨礪和不斷修正，結構變得越來越復雜，組織形式越來越有效，分工也越來也細致，從單細胞生物，到具有思維形式的人類，其實就是那些無機元素和有機元素相互組合而構成一個構件產品，因為他們都有相同基本的組成單位。這種復用的思想在生命體中體現的淋漓盡致，它是如何的精確和協調??！

在設計計算機程序的這條路上，人們可謂是歷盡了千辛萬苦。最開始，開發了一個又一個的程序，而每個程序只能運行于特定的運行環境，離開了這個環境，軟件就變成了廢品。由此，人們進行了大量的重復性勞動。而隨著軟件越來越龐大，越來越復雜，有一種不可調和的矛盾伴隨著產生，軟件的生產效率如何能得到有效的提高，以前的軟件設計如何能得到最大限度的重用，并且來降低重復性勞動所帶來的成本?，F在似乎出現了曙光，面向對象思想的出現給軟件復用帶來最原初的萌芽。但是光知道這一思想是遠遠不夠的，還要知道如何使他們變成行之有效的構件，用恰當的方式來組織他們，使之變成人類所需要的應用軟件。從不斷探索生命的組織形式過程中，應該可以從中借鑒到很多最有效的方式。

信號傳導和消息傳遞

生命體作為一個能動的反映個體，在于能夠感知外界的信息，通過一系列的手段，方法將所接觸到的外界消息，翻譯成生命內部能夠流通的信號，傳遞到生命體的各個部分，各個部分協同工作后，再將信息反饋回來，從而和外界進行交互和響應。生命體內部的細胞表面有很多接受信息的觸點，根據信號的不同，這種信號的不同主要是由其不同的化學結構來區分的，這和我們面向對象方法中的重載多么類似，可以通過不同的參數類型，調用不同的方法來處理。那么這些大量的信號是如何在生命體中傳遞，協同作用，以及事務處理機制和容錯的呢？掌握了這些也許對我們的軟件過程中處理大量相關的消息映射和傳遞機制的改善有莫大的幫助。

自我修復和災難恢復

生命體在受到一定限度的外界傷害后，會有自我修復和保護機制，它利用基因中的原始遺傳信息重新表達，再造細胞和組織。這其中在于它自身利用基因，一個體積很小但是全息的單位，來重新構造、復制、組織受傷害的部分。如果我們的應用系統受到了類似的傷害，是不是也應該學習一下這種生命體自我修復的機制，有一套類似的“基因系統”，系統受到傷害時觸發，從而對構件進行自我修復。

生命運行環境和構件運行環境

構件的創建和運行離不開構件運行環境，通過這個運行環境將構件有效有機的組織在一起。生命運行環境似乎更復雜，因為對于生命體而言，這似乎是人類抽象出來的一個概念，因為它包括了太多的東西。生命體是如何有效的和外界環境進行交互的，弄明白了這種交互機制，對于我們的構件運行環境也會有莫大的好處。

基因表達和特定的應用系統建造

生命孕育的過程是由最初的精卵細胞融合，不斷吸取外界的分子和物質，通過基因模板信息精確的指導，不斷的復制自身，然后分化成不同的組織，去執行不同的功能，從一個小小的人類肉眼看不到的細胞，構造出各種功能組合體的生命個體，這是一個何等精妙的過程。從而對我們進行應用系統的構造是不是也會有些啟示呢？我們只用一套很小的應用系統構件全息的模板，通過調控這種模板的表達，來構造出我們所需要的特定的應用系統呢？